单片机基于状态机和任务队列的程序设计
状态机程序设计
典型状态机设计由状态信号定义、准备下一状态进程、状态切换进程、输出进程等四部分构成。 【例6-1】用FPGA/CPLD控制AD574进行12位A/D转换，并将转换结果保存在Q0~Q11中
CE
CS
RC
X12/8
A0
工作状态
0
X
X
X
X
禁止
X
1
X
X
X
禁止
1
0
0
X
0
启动12位转换
状态信号定义：采用枚举数据类型定义系统中有哪些状态，并定义当前状态信号、下一状态信号。一般放在结构体的ARCHITECTURE和BEGIN之间。
在数字系统中，每一状态对应一个二进制数，称状态编码。如AD574控制有5个状态，可用3位二进制表示：（000、001、010、011、100）。
但设计者在状态机的设计中，为了更利于阅读、编译和VHDL综合器的优化，往往将表征每一状态的二进制数组用文字符号来代表，即所谓状态符号化。如（s0，sl，s2，s3，s4，s5），或者（READY，START，WAIT_H， WAIT_L ，READ, LOCK）等更直观的符号表示。
PROCESS（c_st，STATUS） --准备下一状态 BEGIN CASE c_st IS WHEN s0=>n_st<=s1; CE<=‘0’;RC<='0‘;LOCK<='0'; WHEN S1=>n_st<=s2; CE<=‘1’;RC<=‘0’;LOCK<='0‘; WHEN s2=>IF(STATUS='1') THEN n_st<=s3; ELSE n_st<=s2; END 1F; CE<=‘0’;RC<=‘0’;LOCK<=‘0’; WHEN s3=> IF(STATUS='1') THEN n_st<=s3; ELSE n_st<=s4; END 1F; CE<=‘0’;RC<=‘0’;LOCK<=‘0’; WHEN S4=>n_st<=s5;CE<=‘1’;RC<=‘1’;LOCK<=‘0’; WHEN S5=>n_st<=s0;CE<=‘1’;RC<=‘1’;LOCK<=‘1’; WHEN OTHERS=>n_st<=s0; CE<=‘0’;RC<=‘0’;LOCK<=‘0’; END CASE； END PROCESS；
单片机c语言程序设计
单片机c语言程序设计
单片机C语言程序设计是指使用C语言编写单片机控制程序，实现各种功能和任务。
具体步骤如下：
1. 确定程序功能：首先明确单片机的控制目标和需求，确定要实现的功能。
2. 编写主函数：使用C语言编写一个主函数，作为程序的入
口点。
在主函数中，可以定义变量、调用函数、编写主要的程序逻辑。
3. 初始化设置：在主函数中，进行单片机的初始化设置，包括引脚初始化、时钟设置、模块初始化等。
4. 编写中断服务函数：根据需要，编写中断服务函数。
在中断服务函数中，处理特定的中断事件，例如定时器中断、外部中断等。
5. 编写任务函数：根据程序的需求，编写各个任务函数。
任务函数可以是循环执行的函数，或者是根据事件触发执行的函数。
6. 实现控制逻辑：在任务函数中编写具体的控制逻辑代码，根据需要使用控制语句（如if、switch）和循环语句（如for、while）。
7. 进行调试和测试：完成编写后，进行程序的调试和测试，通过仿真器或者实际连接到单片机的硬件进行测试。
8. 优化和修改：根据测试结果进行程序的优化和修改，改善程序的性能和功能。
9. 生成可执行文件：将C源文件编译成可执行文件，可以直接下载到单片机中运行。
10. 下载和运行：将生成的可执行文件通过下载器下载到目标单片机中，并进行运行测试。
以上是单片机C程序设计的一般步骤，具体的实现方法和内容会根据不同的单片机型号和功能需求而有所不同。
单片机多任务事件驱动c源码
单片机多任务事件驱动c源码以下是一个简单的单片机多任务事件驱动的C语言源码示例： c.#include <stdio.h>。
#include <stdbool.h>。
// 定义任务优先级。
#define TASK1_PRIORITY 1。
#define TASK2_PRIORITY 2。
#define TASK3_PRIORITY 3。
// 定义任务状态。
#define TASK_READY 0。
#define TASK_RUNNING 1。
// 定义任务结构体。
typedef struct {。
void (task_func)(void); // 任务函数指针。
int priority; // 任务优先级。
int status; // 任务状态。
} Task;// 定义任务数组。
Task tasks[] = {。
{task1, TASK1_PRIORITY, TASK_READY},。
{task2, TASK2_PRIORITY, TASK_READY},。
{task3, TASK3_PRIORITY, TASK_READY}。
};// 定义任务数量。
int num_tasks = sizeof(tasks) / sizeof(tasks[0]); // 定义当前运行的任务索引。
int current_task = 0;// 任务1。
void task1(void) {。
// 任务1的具体代码。
}。
// 任务2。
void task2(void) {。
// 任务2的具体代码。
}。
// 任务3。
void task3(void) {。
// 任务3的具体代码。
}。
// 事件驱动调度器。
void event_scheduler(void) {。
while (true) {。
// 遍历任务数组，找到优先级最高的就绪任务。
int highest_priority = 0;int highest_priority_task = -1;for (int i = 0; i < num_tasks; i++) {。
《状态机程序设计》课件
02
状态机的实现方式
状态机的编程语言实现
编程语言选择
根据应用场景和需求，选择适合的编 程语言来实现状态机。常见的编程语 言如C、C、Java等都可以用来实现 状态机。
编程语言实现方法
使用条件语句（如if-else语句）或 switch语句来描述状态转移逻辑。可 以使用枚举类型或常量来定义状态， 使用变量来存储当前状态。
状态机的图形化工具实现
图形化工具介绍
使用图形化工具可以方便地设计状态 机，减少编程的工作量。常见的图形 化工具如Stateflow、Simulink等。
图形化工具实现方法
在图形化工具中，可以通过拖拽状态 和转移来构建状态机。通常图形化工 具会提供丰富的状态机元素和功能， 如状态转换、事件触发等。
状态机的硬件实现
03
状态转换明确
状态转换应具有明确的触发条件和执行动作。在状态机中，从一个状态
转换到另一个状态时，应清晰地定义转换条件、输入和输出以及相应的
处理逻辑。
状态机的设计技巧
使用子状态
当一个状态的内部行为复杂时，可以考虑将其拆分为子状态。 子状态可以进一步细化和描述该状态的内部行为和逻辑。
使用分层状态机
当一个系统具有多个层级或多个子系统时，可以考虑使用分层状 态机。上层状态机可以控制下层状态机的行为，而下层状态机负
案例三：交通信号控制系统的状态机设计
总结词
复杂、多因素控制
详细描述
交通信号控制系统涉及多个信号灯的状态转 换，如红、黄、绿等。通过状态机的设计， 可以实现对交通信号的精确控制，确保交通 流畅、安全。同时，需要考虑多种因素，如 车流量、行人流量等，以实现最优的状态转 换策略。
05
状态机设计的常见问 题与解决方案
简述状态机设计流程
简述状态机设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 确定状态机的功能和需求：明确状态机需要实现的任务和行为。
考虑输入、输出以及状态之间的转换条件。
状态机编程例程
状态机编程例程
状态机编程是一种用于描述系统行为的方法，它基于一组状态和状态之间的转换规则来实现。
在状态机中，系统的行为由当前状态和输入决定，并且根据定义好的转换规则来进行状态的转移。
在状态机编程中，首先需要定义系统的状态和输入。
状态可以是系统的某种运行状态或者某种条件的判断结果，而输入则是触发状态转移的外部事件或条件。
系统的状态和输入可以根据实际需求进行定义，以满足具体的业务逻辑。
接下来，需要定义状态之间的转换规则。
转换规则描述了在某个状态下，系统接收到某个输入后应该转移到哪个状态。
转换规则可以使用条件语句或者表格来表示，以便清晰地描述状态之间的关系。
在实际编程中，可以使用代码来实现状态机。
首先，需要定义系统的状态和输入，并使用变量来保存当前状态。
然后，根据定义好的转换规则，编写代码来处理输入，并根据当前状态和输入来更新系统的状态。
最后，根据系统的状态来执行相应的操作或输出结果。
状态机编程可以应用于各种场景，例如游戏开发、网络通信、控制系统等。
通过使用状态机编程，可以简化系统的设计和实现，提高代码的可读性和可维护性。
同时，状态机编程也能够更好地反映系统的行为逻辑，使程序的执行流程更加清晰和可预测。
状态机编程是一种用于描述系统行为的方法，它通过定义系统的状
态和输入以及状态之间的转换规则来实现。
在实际编程中，可以使用代码来实现状态机，并根据系统的状态来执行相应的操作。
通过使用状态机编程，可以简化系统的设计和实现，提高代码的可读性和可维护性，同时也能够更好地反映系统的行为逻辑。
51单片机实现状态机资料
[例题9-1] 设计一个挨次开关装置，该开关装置在按键k第一次《按单下片时机，技术三基盏础灯教x程、与y和实践z同》时点 亮，当k 再次按下时，x灯马上熄灭；y灯15s后熄灭，在y灯熄灭后18s后，z灯熄灭。
if((P3|0x00)!=0xff)
//假设有按键按下
输入
.
.
驱动
次态逻辑
状态
输出
记忆 现态 逻辑
输出
.
时钟
.
与输入无关，输出只与状态有关的状态机，称为摩尔状态机，所以摩尔状态机的输 出与状态变化同步。摩尔状态机是使用广泛的状态机，如下图。
3. 状态编码
《单片机技术基础教程与实践》
具有n个状态变量的状态机具有2n个状态。究竟一个状态用什么样的二进制数表示，就是 状态编码问题。状态与它的编码之间不是唯一关系。最简洁的状态编码就是承受自然二进制整 数挨次来表示状态，这样的编码虽然简洁，但是最终的电路未必是最简洁的。假设要得到最简 洁的结果，最好把各种编码都试一试，但是太累人，一般状况下承受阅历编码方法。
转移条 件
k
说明 输入按键
td15
15秒定时到信号
td18
18秒定时到信号
பைடு நூலகம்
状态 说明
输出
z0
三灯都灭
t15
z1
三灯都亮
t18
z2
三灯都亮
x
z3
x灯灭，其他亮
y
z4
x、y灯灭，z灯亮 z
说明
15 秒 定 时 起 动 18 秒 定 时 起 动 x灯
y灯
z灯
stm32状态机编程实例
stm32状态机编程实例STM32状态机编程是一种常用的嵌入式系统开发方法，它可以帮助我们更好地组织代码，提高程序的可读性和可维护性。
下面我将以一个简单的LED控制程序为例，来说明如何在STM32上进行状态机编程。
假设我们要设计一个控制LED灯的程序，根据按钮的按下状态来切换LED的亮灭状态。
首先，我们需要定义LED和按钮的引脚以及初始化这些引脚。
然后，我们可以使用状态机来描述LED的不同状态和状态转移。
首先，我们定义LED的两种状态，LED_OFF（灭）和LED_ON （亮）。
然后，我们定义按钮的两种状态，BUTTON_RELEASED（松开）和BUTTON_PRESSED（按下）。
接着，我们定义状态转移条件，当按钮从松开状态转变为按下状态时，如果LED是灭的，那么将LED状态转变为亮；如果LED是亮的，那么将LED状态转变为灭。
在代码中，我们可以使用一个状态变量来表示LED的状态，使用另一个状态变量来表示按钮的状态。
然后，在主程序的循环中不断检测按钮状态，根据按钮状态和LED状态来更新LED的状态。
这样，我们就可以使用状态机的方法来实现LED的控制。
当然，实际的程序可能会更加复杂，涉及到更多的状态和状态转移条件。
但是无论程序多么复杂，状态机编程的思想都是一样的，将程序分解成若干个状态，定义状态之间的转移条件，然后在主循环中根据当前状态和输入来更新状态。
这样可以使程序结构清晰，易于理解和调试。
总的来说，STM32状态机编程是一种非常有效的嵌入式系统开发方法，它能够帮助我们更好地组织代码，提高程序的可读性和可维护性。
希望以上内容能够对你有所帮助。
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目规划的合理性、清晰性，使开发过程中软件的编制更加模块化，更便利了后期 的软件功能扩展及维护。而文中基于状态机和任务队列的程序框架便能够满足以 上的各种需求。笔者在 XXXXXX 股份有限公司开发高低压固态软起动器软件中便 利用了此项技术，该类产品的软件性能及实时性在公司内部都经过了大量的严格 验证，通过实验证明完全达到了预期的效果，并且产品在客户现场的使用中也获 得了极大的成功。
case STATE2: if(条件满足) { … TaskState = STATE3; //进入下一个状态 } Break; . .
case STATEN: if(条件满足) { … TaskState = STATE1; //回到状态 1 } Break;
Default: TaskState = STATE1; //回到状态 1 Break;
}
2.2 任务队列实现原理［2］ 在已划分的多个任务中，有些任务的实时性要求较高，而有些较低。对于实
时性要求较低的任务，我们就可以用任务队列来管理他们。当一个低实时性要求 的任务被触发时（被中断或其他任务触发），我们可以将它放入队列中，让其等 待其他先入队的任务执行完毕后再执行。这样就有效的避免了多个实时性要求低 的任务在主循环一次全被执行的现象，从而为单片机腾出更多的时间处理实时性 要求较高的任务。下面通过一个例子来描述任务队列的应用：
#define Task1 1 #define Task2 2 #define Task3 3 unsigned char PopTaskFromQueue(void);//读取队列中的任务
void PushTaskInQueue(unsigned char TaskID); //把任务放入队列
void main(void)
if(3 秒钟执行一次) PushTaskInQueue(Task3);
} 上面的程序通过宏定义为每个任务定义了一个 ID 号，通过在定时器中断函 数中设立时基，每 1 秒、2 秒、3 秒分别触发一次 Task1、Task2、Task3。而 PushTaskInQueue 和 PopTaskFromQueue 函数在这个触发过程中以任务 ID 号为标 识，组织着任务的触发和执行。对于 PushTaskInQueue 和 PopTaskFromQueue 函 数的实现我们可以查阅相关数据结构类的书籍，在此就不赘述。
{
…
while(1)
{
DoOtherTask(); //其他高实时性要求的任务
switch(PopTaskFromQueue())//读取队列中的任务 ID，根据出列的
{
任务 ID 来决定要执行的任务
case Task1:
DoTask1();break;
case Task2:
DoTask2();break;
参考文献 ［1］普拉塔（Prata S） C Primer Plus(第 5 版) ［M］ 北京：人民邮电出版社 2005 年 ［2］周航慈 嵌入式系统软件设计中的数据结构 ［M］ 北京：北京航空航天大学出版社 2008 年
1.引言 随着半导体技术的发展，单片机的集成规模越来越大，时钟频率也越来越高，
单片机机已广泛应用于仪器仪表，家用电器，医用设备，工控设备等领域。同时 单片机需要实现的功能更复杂，任务数量也更多了。虽然目前大部分 32 单片机 已经可以跑微内核嵌入式实时系统，但考虑到系统开发的周期、成本及实时性， 有时设计一个合理的程序框架往往能达到事半功倍的效果。本文将介绍一种基于 状态机和任务队列的程序设计思想。
3.基于状态机和任务队列的程序框架 上面已经介绍了状态机和任务队列的实现原理，接下来将介绍如何合理利用
状态机和任务队列来规划整个程序的框架。 在规划整体程序框架前，可以根据其功能要求并结合底层硬件模块的不同将
整个软件系统分为多个任务。比如在某个项目中，可以划分为按键检测任务、串 口 1 通信任务、串口 2 通信任务、电量采集换算任务、IO 输入输出任务、及人 机交互显示界面任务等。
case Task3:
DoTask3();break;
…
default:break;
}
}
}
interrupt TimerISR(void) //定时器中断函数，用来做任务触发时基 {
if(1 秒钟执行一次) PushTaskInQueue(Task1);
if(2 秒钟执行一次) PushTaskInQueue(Task2);
2.状态机和任务队列实现原理 2.1 状态机实现原理
每个任务的执行往往可以划分为多个状态，这样我们就可以把每个任务看成 状态机一样，在每个状态中一步步的切换。程序在每个状态中通过各种条件判断 语句可以知道该状态的执行是否完成，如果完成则切换状态到下一个状态，反之 则使该任务继续停留在此状态，接着程序跳出该任务转而执行其他任务去了。这 样我们就可以保证任务的执行只需进行简单条件判断即可，而不需让程序一直运 行在此任务中，占用宝贵的时间。对于任务的状态划分我们可以通过画流程图来 实现，如图 1 所示。
在每个任务划分明确以后，按照上述讲的状态机实现原理把每个任务分为多 个状态，然后再用编程语言按照状态机的流程编写出每个任务。这样就完成了一 个任务模块的编制。
最后根据任务的实时性需求，对于实时性要求最高的任务可以放入中断中执 行，对于实时性要求比较高的或放入中断中执行时间过长的任务可以放入程序的 主循环中，对于实时性要求不高的任务则状态的条件？
状态 2 是否满足进入下一个
状态的条件？
状态 N 任务执行完毕 ，回
到状态 1
用 C 语言开发单片机程序时［1］，实现状态机最好的方式是通过采用 switch 语句。程序的实现思路如下：
Switch(TaskState) {
case STATE1: if(条件满足) { … TaskState = STATE2; //进入下一个状态 } Break;
单片机基于状态机和任务队列的程序设计
张强 ucos_hqu@ XXXX 股份有限公司 XX 000000 摘要：基于状态机和任务队列的程序设计思想，是将系统划分为多个任务，将每个任务尽量 多的划分为多个状态，这样可以大大减少每次执行该任务的时间。同时把实时性要求不高的 任务放进任务队列中进行“排队”，等候其前面的任务执行完毕后再执行。而实时性要求最 高的事件则可以放在中断中执行。 关键字：单片机、状态机、任务队列、程序框架